1、Free Powerpoint TemplatesPage 1Free Powerpoint TemplatesAntigenPage 2主要內容主要內容 一、抗原的概念和特性一、抗原的概念和特性 二、抗原的分子基礎二、抗原的分子基礎 三、抗原的免疫特性三、抗原的免疫特性 四、抗原組學四、抗原組學Page 3第一節第一節 抗原的基本概念和特性抗原的基本概念和特性一、抗原的概念一、抗原的概念免疫學發展的早期Page 4一、抗原的概念 隨著免疫學研究的發展，已經證明：除了微生物或毒素等物質，其他非自身的物質進入機體后，也能夠誘發機體產生免疫應答。 現代免疫學認為：凡能刺激機體免疫系統產生抗體或致敏

2、淋巴細胞，并能與其相應抗體或致敏淋巴細胞在體內或體外發生特異性反應的物質，統稱為抗原抗原。Page 5 抗原抗原 (Ag):與T細胞結合，激活T細胞記憶T細胞活化的T殺傷細胞與B細胞結合，激活B細胞產生抗體記憶B細胞活化的B細胞抗體Page 6二、抗原的特性（1）免疫原性）免疫原性(immunogenicity)：是指一種物質免疫機體后能促使機體產生抗體或者致敏淋巴細胞產生免疫應答的特性。具有這種特性的物質稱為免疫原(immunogen)。（2）特異反應性）特異反應性(specific reactivity)：是指一種物質（抗原）能與抗體或致敏淋巴細胞特異性結合的特性，又稱反應原性反應原性。P

3、age 7活化的活化的B B細胞細胞抗體抗體效應效應T T淋巴細胞淋巴細胞免疫原性免疫原性： 誘導機體產生誘導機體產生抗體或致敏淋抗體或致敏淋巴細胞產生免巴細胞產生免疫應答。疫應答。Page 8抗體抗體效應效應T T淋巴細胞淋巴細胞反應原性反應原性：抗原分子與免疫應答產物（抗：抗原分子與免疫應答產物（抗體或致敏淋巴細胞）發生特異性結合。體或致敏淋巴細胞）發生特異性結合。Page 9三、完全抗原與半抗原三、完全抗原與半抗原 完全抗原完全抗原（complete antigen) 具有免疫具有免疫原性和反應原性的物質。原性和反應原性的物質。 半抗原半抗原（hapten，又稱不完全抗原，又稱不完全抗原

4、 incomplete antigen）無免疫原性，只有反）無免疫原性，只有反應原性的物質。應原性的物質。 載體（載體（carrier）賦予半抗原以免疫原性的）賦予半抗原以免疫原性的蛋白質。蛋白質。 半抗原半抗原 + 蛋白質（載體）蛋白質（載體） 完全抗原完全抗原Page 10小分子小分子免疫應答免疫應答 （immune response）+載體載體carriercarrier完全抗原完全抗原半抗原：只有半抗原：只有反應原性，沒反應原性，沒有免疫原性的有免疫原性的小分子物質。小分子物質。載體：賦予半抗載體：賦予半抗原免疫原性的大原免疫原性的大分子物質。分子物質。半抗原半抗原 + + 載體載體

5、= = 完全抗原完全抗原Page 11天然抗原天然抗原人工抗原人工抗原合成抗原合成抗原根據抗原的來源，分類如下四、普通抗原的類別Page 12 天然抗原天然抗原：指天然的生物、細胞、及天然的生物產物，主要來自動物、植物、微生物。（1）細胞、細菌和病毒（2）蛋白質類抗原：核蛋白、糖蛋白、脂蛋白。（3）糖類抗原（4）脂類抗原（5）核酸抗原Page 13天然抗原可以根據抗原與宿主的親緣關系的遠近分為：自身抗原(autoantigen)同種型抗原(isoantigen)異種抗原(xenoantigen)Page 14自身抗原(autoantigen)：能引起免疫應答的自身組織成分稱為自身抗原。例如晶狀

6、體蛋白、腦組織等與淋巴細胞從未接觸過的機體成分。眼球血管角膜蛋白外傷角膜蛋白外流Page 15正常組織細胞組織結構發生變化燒傷等損傷自身突變物質Page 16同種型抗原(isoantigen)：抗原來自同種同種動物不同不同個體，這些個體在遺傳上是不同的。此類物質最典型的例子就是人類的ABO血型抗原。A型血紅細胞AB型紅細胞B型血紅細胞O型血紅細胞Page 17異種抗原異種抗原(xenoantigen)：來自不同不同物種的抗原， 但具有極為相似的抗原性。 異嗜性抗原異嗜性抗原：這類抗原是指不同不同物種細胞表面所具有的相同相同抗原，由于這類抗原是Forssman發現的，所以又稱Forssman抗原

7、。這種類型的抗原在臨床上可能會引起某些疾病。Page 18豚鼠臟器制成細胞懸液產生抗體綿羊紅細胞發生特異性抗原抗體反應豚鼠臟器細胞表面與綿羊紅細胞表面具有相同的抗原分子Page 192. 人工抗原人工抗原：經過人工化學改造的天然抗原。 例如三硝基酚（TNP）、二硝基酚（DNP）、苯砷酸等都是常用的半抗原，用于制備人工抗原DNP蛋白、碘化蛋白等。3. 合成抗原合成抗原：化學合成的分子。（見表21） 近10多年來利用合成的直鏈和支鏈的聚合體及氨基酸的共聚體，對于了解免疫原性的分子基礎作出了很大的貢獻。Page 20五、五、 超抗原超抗原(superantigen, SAg)超抗原：指能與多數T c

8、ell結合，只需極少劑量即可誘導最大免疫效應的抗原。1989年White提出超抗原的概念。他發現某些細菌或病毒的產物可以使很高比例的T細胞激活，他將這類抗原稱為超抗原。一般的抗原只能激活外周血中0.0010.01%的T細胞，而超抗原可使225%的T細胞激活。Page 21普通抗原單細胞克隆應答1:104 - 1:105超抗原多克隆應答1:4 - 1:10超 抗 原Page 221）外源性超抗原）外源性超抗原：主要為細菌的代謝產物，如： 金黃色葡萄球菌腸毒素AE，A族鏈球菌M蛋白，致熱外毒素A-C，關節炎支原體絲裂原，小腸結腸類耶氏菌膜蛋白等。2）內源性超抗原）內源性超抗原：主要為逆轉錄病毒產物

9、。如： 病毒DNA與宿主DNA整合，表達的病毒蛋白質產物。SAg的種類：Page 23SAg的生物學意義：的生物學意義：有助于闡明某些免疫現象和疾病過程的機制與本質。1、毒性作用：如葡糖球菌腸毒素感染所致的休克2、自身免疫病3、繼發性免疫抑制4、免疫穩定Page 24第二節第二節 抗原的分子基礎抗原的分子基礎一、抗原的理化性質一、抗原的理化性質1.化學組成化學組成 蛋白質抗原免疫原性強蛋白質抗原免疫原性強; 糖蛋白、脂蛋白、核蛋白有較強免疫原性；糖蛋白、脂蛋白、核蛋白有較強免疫原性； 脂類、核酸免疫原性很弱；脂類、核酸免疫原性很弱；2.分子量大小分子量大小 分子量分子量 10 000dal 免

10、疫原性強；免疫原性強； 分子量分子量 10 000dal 免疫原性弱；免疫原性弱； 分子量分子量 D氨基酸聚合體 4）電荷及其他物理狀態 低電荷的 多電荷的 環狀的 直鏈的 聚合的 單體的 顆粒性的 可溶性的Page 27二、抗原的特異性和抗原決定簇二、抗原的特異性和抗原決定簇 抗原進入機體只能激發特異的淋巴細胞分抗原進入機體只能激發特異的淋巴細胞分化增殖，產生的抗體或致敏淋巴細胞只針化增殖，產生的抗體或致敏淋巴細胞只針對與相應的抗原反應，這種性質稱為對與相應的抗原反應，這種性質稱為抗原抗原的特異性。的特異性。Page 28抗原特異性表現在抗原特異性表現在2個方面：個方面：免疫原性免疫原性的特

11、異性；的特異性；反應原性反應原性的特異性。的特異性。抗原特異性的物質基礎是抗原特異性的物質基礎是 抗原分子中的抗原分子中的抗原決定簇。抗原決定簇。Page 29抗原決定簇抗原決定簇Antigenic determinantAntigenic determinant1 1、概念：、概念： 位于抗原物質分子表面位于抗原物質分子表面或著其他部位的具有一或著其他部位的具有一定組成和特殊結構的化定組成和特殊結構的化學基團，學基團，也稱抗原表位也稱抗原表位（epitope）。）。Page 30 2.抗原結合價抗原結合價：抗原分子表面能與抗體結合的決定簇總數 抗原決定簇的性質、數量和空間構象決定了抗原決定簇

12、的性質、數量和空間構象決定了抗原的特異性。抗原的特異性。 抗原結合價越高，抗原的抗原性也就越強抗原結合價越高，抗原的抗原性也就越強。Page 31 3.3.性質性質：一個多肽決定簇含5-6個氨基酸殘基；一個多糖決定簇含5-7個單糖；一個核酸半抗原決定簇含6-8個核苷酸Page 32 4.抗原的免疫優勢抗原的免疫優勢：同一種免疫原分子上有：同一種免疫原分子上有許多抗原決定簇，它們誘發免疫應答的能許多抗原決定簇，它們誘發免疫應答的能力也是不同的，有的產生高效價的抗體，力也是不同的，有的產生高效價的抗體，稱為稱為免疫優勢決定簇免疫優勢決定簇，還有的不能誘導產，還有的不能誘導產生抗體，這種無效力的決定

13、簇稱為生抗體，這種無效力的決定簇稱為免疫靜免疫靜止決定簇。止決定簇。Page 33 按照抗原決定簇的結構抗原決定簇的結構可以分為兩大類：順序決定簇順序決定簇 (sequential epitope) ：這類決定簇的功能基團取決于組成的氨基酸排列順序，又稱為連續決定簇(continuous eptiope)。結構決定簇結構決定簇(conformational eptiope)：它是由不連續的氨基酸順序片斷經多肽的折疊卷曲而組合起來的功能基團，一般位于蛋白質的表面。抗原決定簇的分類抗原決定簇的分類Page 34抗體A抗體B抗體結合部位抗體結合部位非連續性抗原表位連續性抗原表位圖2-2 一個抗體與一

14、個連續型抗原表位和非連續性抗原表位的相互作用Page 35線性表位和構像表位Page 36按照決定簇在抗原分子中的按照決定簇在抗原分子中的位置位置分為：分為：功能性決定簇：功能性決定簇：位于分子表面的表位易被位于分子表面的表位易被BCR或抗體結合。或抗體結合。隱蔽性決定簇：隱蔽性決定簇：位于分子內部的不能與位于分子內部的不能與BCR或抗體結合的表位。或抗體結合的表位。Page 37Page 38在免疫應答中，在免疫應答中，TCR和和BCR 所識別的抗原表所識別的抗原表位不同位不同，分別稱為，分別稱為T細胞表位和細胞表位和B細胞表位。細胞表位。T細胞表位細胞表位B細胞表位細胞表位（3）按照識別決

15、定簇的免疫細胞識別決定簇的免疫細胞分為： Page 39蛋白質分子中被MHC分子呈遞并被TCR識別的肽段稱為T細胞表位（T cell epitope ）與蛋白質分子構象無關與肽段在蛋白質分子中的位置無關主要決定于肽段的氨基酸序列與宿主表達的MHC分子有關蛋白質變性對其活性并無影響Page 40 抗原中被BCR 和抗體分子所識別的部位稱為B細胞表位（B cell epitope）。抗原表面能夠與抗體結合的最小單位B細胞表位是天然的，位于分子的表面或轉折處，具有構象依賴性 。為構象決定簇或順序決定簇，是抗原分子的三級結構。抗原表位與抗體分子的抗原結合部位在形狀上互補才能保證抗原與抗體的緊密結合。B

16、細胞表位Page 41Page 42Page 43 蛋白質結構與抗原決定簇的關系蛋白質結構與抗原決定簇的關系（1）蛋白質的一級結構只有順序決定簇；）蛋白質的一級結構只有順序決定簇；（2）蛋白質的二級結構與抗原的反應性密切相關；）蛋白質的二級結構與抗原的反應性密切相關；（3）蛋白質的三級結構與抗原決定簇密切有關；）蛋白質的三級結構與抗原決定簇密切有關；（4）蛋白質的四級結構能提供更多新的結構決定簇。）蛋白質的四級結構能提供更多新的結構決定簇。Page 44 決定抗原表位的因素決定抗原表位的因素決定抗原表位的因素親水特性兩親性分子運動性靜態表面可及性序列的多變性肽鏈的兩端Page 45研究抗原表位

17、的主要方法研究抗原表位的主要方法（1）計算機分析方法）計算機分析方法（2）化學合成多肽方法）化學合成多肽方法（3）生物學方法，以狂犬病毒蛋白抗原表位）生物學方法，以狂犬病毒蛋白抗原表位分析方法為例：分析方法為例：制備狂犬病毒制備狂犬病毒N蛋白蛋白制備制備N蛋白多肽片段蛋白多肽片段分析陽性片段的氨基酸序列分析陽性片段的氨基酸序列確定抗原表位確定抗原表位測定關鍵氨基酸測定關鍵氨基酸（4）用）用PVDF膜蛋白質抗原表位膜蛋白質抗原表位Page 46第三節第三節 抗原的免疫特性抗原的免疫特性Page 47一、抗原的外源性一、抗原的外源性 是首要因素是首要因素 抗原大分子與所接觸的機體的物質之間的理化性

18、質的差異程度。 1、異種物質、異種物質如馬血清，微生物，異種蛋白，如馬血清，微生物，異種蛋白，破傷風抗毒素破傷風抗毒素 親緣關系越遠，抗原性越強 2、同種異體物質、同種異體物質 如如ABO血型物質，血型物質，HLA 3、自身物質、自身物質 如眼晶體蛋白，甲狀腺蛋白，腦組織如眼晶體蛋白，甲狀腺蛋白，腦組織影響抗原免疫原性的因素：影響抗原免疫原性的因素：Page 48AB0血型Page 49 分子組成分子組成 分子大小分子大小 分子結構分子結構： 有無側鏈 特殊氨基酸 光學構型 電荷及其他物理狀態二、抗原的理化特性二、抗原的理化特性Page 50三三. 機體因素機體因素（1）遺傳因素 與免疫反應基

19、團及其表達有密切關系； 與MHC有密切關系；（2）與宿主本身的發育與生理狀況有關。 年齡、性別、健康狀況Page 51四、抗原進入機體的途徑和劑量四、抗原進入機體的途徑和劑量具有免疫原性的物質進入機體后能否誘導免疫系統具有免疫原性的物質進入機體后能否誘導免疫系統產生免疫應答，還受抗原的劑量、免疫的途徑、免產生免疫應答，還受抗原的劑量、免疫的途徑、免疫間隔的時間等多種因素的影響。疫間隔的時間等多種因素的影響。Page 52五、免疫佐劑五、免疫佐劑 adjuvant佐劑佐劑是一類能夠增強機體免疫應答的物質。是一類能夠增強機體免疫應答的物質。先抗原或與抗原一起注入動物體內，可非特先抗原或與抗原一起注

20、入動物體內，可非特異性地增強機體對該抗原的特異性的免疫應異性地增強機體對該抗原的特異性的免疫應答，或改變免疫應答類型。答，或改變免疫應答類型。Page 53使抗原暫存，逐步釋放刺激淋巴細胞；使抗原暫存，逐步釋放刺激淋巴細胞；能引起肉芽腫或炎癥細胞；能引起肉芽腫或炎癥細胞；參與刺激淋巴細胞增值與分化。參與刺激淋巴細胞增值與分化。佐劑有增強佐劑有增強免疫應答的免疫應答的能力，主要能力，主要表現在：表現在：Page 54吸附作用：吸附作用： 吸附抗原，使抗原便于被吞噬細胞吞噬；吸附抗原，使抗原便于被吞噬細胞吞噬；改變抗原的理化性質：改變抗原的理化性質： 起到增強抗原的免疫原性的作用；起到增強抗原的免

21、疫原性的作用；延長抗原在體內的滯留時間：延長抗原在體內的滯留時間： 使抗原形成抗原儲存庫，使抗原緩慢釋放；使抗原形成抗原儲存庫，使抗原緩慢釋放；增強吞噬細胞的吞噬活性，并可以誘導增強吞噬細胞的吞噬活性，并可以誘導T T、B B 細胞增殖。細胞增殖。Page 55無機佐劑：氫氧化鋁、明礬等有機佐劑：微生物及其產物（卡介苗）合成佐劑：人工合成的雙鏈雙聚核苷酸混合佐劑：弗氏佐劑（Freunds adjuvant） 弗氏不完全佐劑：石蠟油+羊毛脂+抗原 弗氏完全佐劑：石蠟油+羊毛脂+抗原+滅活卡介苗Page 56半抗原（半抗原（hapten）的免疫特性）的免疫特性一、半抗原的特點：1、（半抗原、（半抗

22、原+載體）屬于人工抗原載體）屬于人工抗原2、本身不具有免疫原性，與某種載體偶聯才、本身不具有免疫原性，與某種載體偶聯才表現免疫原性表現免疫原性3、半抗原相當于一個抗原決定簇、半抗原相當于一個抗原決定簇4、具有反應原性、具有反應原性5、大多是不含蛋白質的低分子化合物和一些、大多是不含蛋白質的低分子化合物和一些離子離子Page 57半抗原是人工抗原Page 58Page 59半抗原載體效應半抗原載體效應載體效應：載體效應：初次與再次免疫時，只有使半抗原結合在同初次與再次免疫時，只有使半抗原結合在同一種載體上，才能產生抗半抗原的再次免疫一種載體上，才能產生抗半抗原的再次免疫應答，這種現象稱為載體效應

23、。應答，這種現象稱為載體效應。Page 60Page 61半抗原半抗原-載體現象載體現象 它可解釋為什么低分子量化合物與體內它可解釋為什么低分子量化合物與體內載體蛋白質分子結合誘發超敏性反應產載體蛋白質分子結合誘發超敏性反應產生的藥物過敏癥。生的藥物過敏癥。 如苯胺類染料、鎮靜劑司眠脲、退熱劑如苯胺類染料、鎮靜劑司眠脲、退熱劑阿司匹林、氨基比林以及多種抗生素分阿司匹林、氨基比林以及多種抗生素分解產物等是誘發藥物過敏癥的原因。解產物等是誘發藥物過敏癥的原因。 Page 62青霉素孢子侵入同血漿中的蛋白成分結合成完全抗原使機體產生抗青霉素的抗血清機體再次接觸青霉素發生嚴重的過敏反應Page 63不

24、同基團，同種基團的不同位置Page 64d、只有特異反應性而無免疫原性。有關半抗原的敘述，正確的選項是：（1）a、具有特異反應性與免疫原性；b、無特異反應性與免疫原性， 需與蛋白載體結合后方具有；c、只有免疫原性而無特異反應性；d、只有特異反應性而無免疫原性。Page 65e、可刺激機體產生免疫反應。有關半抗原的敘述，正確的選項是：（2）a、大分子物質；b、具有免疫原性和免疫反應性；c、小分子物質，具有免疫反應性，在與蛋白質結合后才具有免疫原性；d、具有免疫原性，但不能與相應抗體起反應；c、小分子物質，具有免疫反應性，在與蛋白質結合后才具有免疫原性；Page 66e、有佐劑作用。有關半抗原的敘述，正確的選項是：（3）a、有免疫原性，無免疫反應性；b、可與抗體結合，但不一定出現 可見反應；c、動物血清對人來說是半抗原；d、化學性質均為蛋白；b、可與抗體結合，但不一定出現 可見反應；Page 67d、只誘發產生IgM 。有關半抗原的敘述，正確的選項是：（4）a、具有抗原特異性；b、刺激T細胞增生；c、刺激B細胞增生；（4）a、具有抗原特異性；Page 68抗原的交叉性 一、交叉抗原一、交叉抗原 不同抗原物質之間除了具有本身特異不同抗原物質之間除了具有本身特異性抗原之外，還可能存在著共同的抗原決性抗原之外，還可能存在著共同的抗原決定